废弃采石场植被自然恢复过程中物种多样性变化特征

以浙江省舟山市的废弃采石场为例,在对植被情况进行调查的基础上,采用时空互代的方法,探讨废弃采石场植被自然恢复过程中物种多样性的变化规律. 结果表明:随着废弃地自然恢复年限的增加,植物种的组成发生较大变化,由单一的物种组成结构逐渐发展为复杂的物种组成结构,并逐渐趋于动态平衡. 在近50 a的自然恢复过程中,在样方中共出现20科40属42种植物,其中以禾本科和菊科为主. 在整个自然恢复过程中,群落物种多样性指数(H′,D)、丰富度指数(Ma,Pa)和均匀度指数(Jp,Ea)随植被恢复表现出由低至高而后又降低的变化趋势. 均匀度指数(Jp,Ea)在15～<25 a达到峰值,而多样性指数(H′,D)和丰富度指数(Ma,Pa)的峰值则出现在25～<40 a. 根据不同恢复年限群落物种种类的演替特征和物种多样性指数的变化规律,可大致将研究区废弃地植被自然恢复过程划分为初级演替期(<9 a)、初级交替期(9～<15 a)、高级交替期(15～<25 a)、高速恢复期(25～<40 a)以及恢复稳定期(40～50 a)5个演替阶段.      

瓷土矿尾矿沙山的生态治理

以江西省星子县大排岭瓷土矿尾矿沙山的初始生态恢复进程为研究对象,在样地调查的基础上,通过分析人工恢复林地、未治理迹地与自然恢复地中定居的植物物种数量、群落组成与结构来研究当地尾矿沙山生态恢复进程.结果显示,自然恢复地的生物多样性及群落组成与结构效果优于未治理迹地与人工恢复林地的生物多样性及群落组成与结构.自然恢复地植物物种中牡荆等3种植物在尾矿沙山的定居和扩散形成了具有一定组成与结构的植物群落类型,且这种群落类型稳定并符合植被演替的自然规律.这3种先锋植物可以在同类矿山尾矿沙山的植被重建与恢复中推广.      

类芦植被对煤矸石堆场特征金属的富集特征及生物有效性的影响

以贵阳市花溪区麦坪乡废弃煤矿矸石堆场为研究区域,选择经过长期自然恢复定居于煤矸石堆场上的类芦植被为研究对象,研究类芦植被参与对煤矸石中特征金属(Fe、Mn、Cu、Zn)的富集特征、空间分布以及生物有效性的影响。结果表明:类芦植被参与下,煤矸石堆场特征金属在空间上主要分布在根系层和表层,且类芦地上部分对Mn和Fe、Cu、Zn的富集系数分别大于(比值1)和小于地下部分(比值1),类芦各部位金属含量的检测结果表明,Mn和Fe、Cu、Zn被类芦吸收后分别储存于地上部分(茎叶)和地下部分(根部)。类芦植被对Mn(3.62)和Fe(0.32)、Cu(0.60)、Zn(0.93)的转运系数分别大于1和小于1。相关分析结果表明,类芦植被对煤矸石特征金属的富集量与金属的有效态含量、全量之间呈显著或极显著正相关。除类芦根系层Mn的生物有效性高于对照外,类芦植被的存在能够明显降低煤矸石中特征金属的生物有效性,并对煤矸石中Mn、Zn具有较大转运、富集能力,因此可选择类芦作为煤矸石堆场污染物释放的原位生态控制和生态修复的先锋植物或优势植物。     

煤矿区废弃矸石山生态恢复技术研究

煤矸石山作为矿区主要废弃地类型之一,严重破坏了矿区生态环境。通过对平煤集团矸石山实地调查、理化特征分析,最终提出了治理矸石山生态恢复的方法,包括边坡整形和边坡植被重建。通过该治理方法的实施,逐步实现了煤矿区废弃矸石山的生态恢复,解决了煤矸石污染问题。此方案的实施,不仅给企业带来了可观的经济效益,同时又改善了当地的生态环境,具有明显的经济和环境效益。     

三里洞矸石废弃地人工植被群落构建初探

对矸石土样及植被材料进行采样测定,研究分析矸石的供肥能力、微量有毒元素含量、矿区植物中微量有毒元素的含量。研究结果表明:刺槐(Robinia pseudoacacia)对Cu、As元素吸收能力大于其它植物;荠菜(Capsella bursapastrois)对Zn元素的吸收能力较其他植物强;狗尾草(Setaria viridis)对Cr元素具有较强的吸收能力。依据矸石废弃地立地类型特点,矸石废弃地人工植被景观恢复过程中应选择臭椿(Ailanthus altissima)、刺槐(Robinia pseudoacacia)作为先锋树种,宜优先选用刺槐×沙棘×荠菜(Robinia pseudoacacia×Hippophae rhamnoides×Capsella)、刺槐×沙棘×狗尾草(Robinia pseudoacacia×Hippophae rhamnoides×Setariaviridis)、臭椿×沙棘×狗尾草(Ailanthusaltissima×Hippophae rhamnoides×Setaria viridis)群落与刺槐林、臭椿林配植模式。运用生态恢复的方法对矸石废弃地进行人工植被景观恢复与重建,恢复其受损伤的生态系统,这对矸石废弃地植被恢复有一定的理论指导意义。     

云南会泽铅锌矿矿渣废弃地植被重建初探

通过对云南会泽铅锌矿矿渣废弃地先锋植物群落进行实地考察后，根据植物的综合优势比及生物学特性，从建造先锋植被，覆盖表土，增施有机肥和改良剂方面，提出了矿渣废弃地植被重建的初步设想。这一设想可为其它矿渣废弃地的植被重建提供参考。     

降雨径流下不同煤矸石堆场Fe、Mn、SO_4～(2-)污染特征比较

在自然降雨条件下,采用对贵州废弃煤矸石堆场野外勘查分区采样的方法,对不同风化程度的代表性煤矸石堆场进行分区:泥质煤矸石,砂质煤矸石,煤矸石夹砂,煤矸石夹土,分析比较不同堆场地表径流主要污染物质Fe、Mn、SO42-的污染特征。结果表明:煤矸石堆场地表径流的pH值变化范围为2.27⁷.94,水质表现为低pH值、高含量的Fe、Mn、SO42-;不同堆场主要污染物Fe、Mn、SO42-的浓度存在明显的差异,泥质煤矸石砂质煤矸石?煤矸石夹砂?煤矸石夹土;同时,采用地表水环境质量标准对其水质评价,泥质和砂质煤矸石堆场处于严重污染水平。     

碱渣堆场废弃地的生态恢复与景观重建途径探索

利用天津市塘沽区三号路碱渣堆场废弃地改造和生态恢复为紫云公园的生态恢复工程实践,对科学治理碱渣堆场废弃地的生态恢复进行了研究. 采用生态恢复工程的方法,针对碱渣复杂的化学成分和特殊的物理性质,通过制造碱渣工程土填垫低洼地,在堆造山体过程中采取工程措施确保山体的稳定,采取覆盖一定厚度外源种植土的方式以适合植物生长,最后种植以乡土先锋植物为主的人工植被,对天津塘沽碱渣堆场废弃地进行了生态恢复. 实现了治理碱渣堆场的目标,并解决了易软化碱渣土堆造山体的工程难题.      

丛枝菌根真菌在不同类型煤矸石山植被恢复中的作用

采用温室盆栽试验的方法,研究了接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)、真菌Glomus etunicatum(GE)和Glomus versiforme(GV)对新排、风化和自燃这3种类型煤矸石上玉米(Zea mays L.)生长、矿质营养吸收、C∶N∶P生态化学计量比、重金属吸收的影响,旨在为草原生态系统煤矸石废弃地的生态重建和植被恢复提供技术依据.结果表明,在3种煤矸石上2种AM真菌均与玉米成功建立了互惠共生关系,平均菌根侵染率为36%~54%.接种GE和GV均显著增加了新排和风化煤矸石上玉米植株的干重,接种GV显著增加了自燃煤矸石上玉米植株的干重;接种AM真菌不同程度促进了玉米对N、P和K的吸收,降低了C∶N∶P计量比,符合生长速率假设;接种对植株地上部和根部重金属Cu、Fe、Mn、Zn浓度的影响存在显著的差异.结果表明,GE和GV在3种类型的煤矸石上表现出了不同的菌根效应,GV更适于新排煤矸石和风化煤矸石的植被恢复,GE更适于自燃煤矸石的植被恢复.试验初步证明AM真菌对于增强玉米适应不同类型煤矸石复合逆境,以及在草原生态系统不同类型煤矸石废弃地上重建植被均具有一定潜在的作用,应进一步验证野外自然条件下AM真菌对不同类型煤矸石山的实际作用效果.     

煤矿矸石山的自燃及其控制

试验研究了煤矸石的自燃临界风速及煤矸石的粒径、空隙率与透气率的关系,详细分析计算了矸石堆中的热风速与自然对流风速。研究表明通过减小矸石堆的空隙率可以减小其供氧速率,从而达到控制煤矸石山自燃的目的。     

不同年限露天煤矿排土场土壤剖面溶解性有机质荧光和吸光特征

露天煤矿开采对土壤剖面各土层溶解性有机质（DOM）组分含量影响巨大.该研究采用三维荧光光谱（3D-EEM）和紫外-可见光谱（UV-vis）对锡林浩特露天煤矿1~7年排土场土壤剖面（0~100 cm）DOM荧光和吸光特征深入分析,解析排土场生态演替过程中土壤剖面DOM组分及来源时空变化.结果表明:①露天煤矿排土场土壤剖面各土层w（DOC）在102.70~475.80 mg/kg之间,荧光组分中蛋白质类组分占比（29.97%~60.39%）最高,类腐殖酸组分占比（16.09%~44.27%）次之.土壤剖面DOM主要来源于微生物代谢产物,芳香性、腐殖化程度较低,且随排土场年限增加,各土层DOM紫外吸光组分芳香环中羰基、羧基、羟基、酯类含量增加,类腐殖酸组分占比先降后增,蛋白质类组分占比先增后降,类富里酸组分占比呈下降趋势.②随土壤深度增加,DOM含量呈上升趋势,DOM自生源特征及土壤微生物活性减弱,次表层（20~40 cm）出现明显波峰.随排土场年限增加,深层土壤DOM荧光组分中蛋白质类组分占比呈下降趋势,类富里酸组合占比垂向变化较小,类腐殖酸组分占比呈增加趋势.随着地表植被由无到有,DOM自生源特征降低,腐殖化程度增强.③排土场土壤剖面pH可作为评估DOM腐殖化程度的良好指标,总氮（TN）含量可作为指示DOM分子量重要指标.研究显示,不同年限露天煤矿排土场土壤剖面DOM荧光和吸光特征能够作为露天煤矿环境治理与生态恢复的评价指标.      

植被演替下植物组成多样性和群落稳定性与土壤团聚体的关系

为揭示植被自然恢复过程中植物组成多样性和群落稳定性与土壤团聚体的关系,防治水土流失,提高土壤质量.通过野外调查采样,确定并分析黄土高原近150年植被演替不同阶段的植被特征与土壤团聚体数据.结果表明:该过程共有种子植物39科99属128种,优势科是菊科、蔷薇科、禾本科和豆科,优势属是蒿属,单种属是该过程植物属的主体,出现频率较高的植物有大披针薹草、胡枝子、白刺花、水栒子、青蒿、虎榛子、辽东栎、茶条枫、油松、绣线菊、狗娃花等.植物地理成分在属级水平上有11个分布区类型8个变型,温带性质明显,热带性质（R值）与温带性质（T值）的比值（R/T）随恢复年限的增加而降低,R值与R/T值显著正相关,热带成分扩散分布受到限制.植物丰富度呈单峰曲线,在恢复年限为40～70年时最高.依照不同恢复年限对群落稳定性进行排序:70>120>135>150>40>10>20>0年.R值与植物种系分化度（SD值）极显著正相关,T值与稳定性极显著正相关.>5mm粒径团聚体与受热带性质物种驱动的植物丰富度有关.>0.25mm粒径团聚体总体上与群落稳定性保持一致,均受...     

Vegetation dynamics in abandoned crop fields on a Mediterranean island: Development of succession model and estimation of disturbance thresholds

This case study on the Sifnos island, Greece, assesses the main factors controlling vegetation succession following crop abandonment and describes the vegetation dynamics of maquis and phrygana formations in relation to alternative theories of secondary succession. Field survey data were collected and analysed at community as well as species level. The results show that vegetation succession on abandoned crop fields is determined by the combined effects of grazing intensity, soil and geological characteristics and time. The analysis determines the quantitative grazing thresholds that modify the successional pathway. Light grazing leads to dominance by maquis vegetation while overgrazing leads to phryganic vegetation. The proposed model shows that vegetation succession following crop abandonment is a complex multi-factor process where the final or the stable stage of the process is not predefined but depends on the factors affecting succession. An example of the use of succession models and disturbance thresholds as a policy assessment tool is presented by evaluating the likely vegetation impacts of the recent reform of the Common Agricultural Policy on Sifnos island over a 20–30-year time horizon.     

上海江湾机场植物群落多样性研究

以市区内江湾机场失去管理后出现的自然植被为研究对象，通过群落学调查研究，分析了群落的种类组成以及结构特征，阐明了群落的恢复过程和潜力。结果表明，江湾机场的植被可划分为4个外貌类型，16个群落类型。自然植被表现为以草本群落为主、辅以少量木本植物群落为特征的分布格局。非地带性因素主导着植被发生和演替，很难达到上海以亚热带常绿阔叶林为主的地带性植被类型。     

黔中木本植物叶功能性状对退化喀斯特土壤特性的响应

研究不同退化背景下优势木本植物功能性状的适应机制,有助于从功能生态学的角度来解释喀斯特山区的群落演替过程。本研究以贵州普定不同退化背景样地优势木本为研究对象,测定LT、LA、SLA、LDMC、LTD、Chlc6个叶片功能性状指标,分析土壤特性对区域内植被叶片功能性状的作用及影响,揭示喀斯特山区植物对不同环境的适应策略及其演替过程。结果表明:①喀斯特区退化环境下植被叶片向增大化趋势发展,以退耕地经济林最显著;火烧、火烧砍伐、退耕下植被性状差异显著,以LA、LTD、SLA变化范围最大,在相应样地可分别高达121.9%、118.08%、86.00%。②退化样地内叶片性状在乔木、灌木和藤本物种间差异显著,总体上灌木与藤本物种种间变异高于乔木物种,群落处于演替前中期阶段。③不同退化背景下土壤特性差异较大,与植被叶功能性状间具有显著相关性,其中土层深度、土壤养分与土壤含水率是植被叶功能性状的关键土壤特性因子。④退化区域植被叶性状表现出LA大、LT较小、SLA和LTD低、LDMC高、Chlc较低,趋向于发展贫瘠干旱性状组合。揭示了黔中退化喀斯特次生林内在差异性的演替规律,为喀斯特次生林的管理和生物多样性保护提供科学依据。     

黄河三角洲土壤古菌群落结构对盐生植被演替的响应

采用高通量测序技术,探究黄河三角洲光板地和4种典型盐生植被类型（翅碱蓬、獐茅、白茅和罗布麻）下土壤古菌群落组成和数量分布特征,揭示其对盐生植被演替的响应.结果表明,植被覆盖有利于降低土壤盐化程度、增加土壤营养物质含量,土壤速效磷随盐生植被在光板地-重盐土壤（翅碱蓬、獐茅）-轻盐土壤（白茅、罗布麻）中的正向演替有不断升高的趋势.5种覆被类型下土壤古菌在种群组成上差异明显,无植被覆盖的光板地具有最高的古菌群落多样性和丰富度,广古菌门为优势菌群.土壤古菌群落结构与盐生植被演替顺序不具有严格的一致性：当植被处于相同演替阶段时,土壤古菌群落结构不具明显的相似性;在不同演替阶段时,土壤古菌群落结构也未均表现出更大的差异性.随着盐生植被正向演替,土壤温度、电导率（含盐量）对土壤古菌群落结构多样性起促进作用,土壤全氮、碱解氮、有机质起抑制作用.     

长江口岛屿湿地的底栖动物资源研究

调查了长江口3个岛屿湿地的底栖动物资源及其生态特征和环境功能。经鉴定底栖无脊椎动物有41种,优势种为河蚬(Corbiculafluminea)、焦河蓝蛤(Potamocorbulaustulata)、缢蛏(Sinonovaculaconstricta)、麂眼螺(Rissoinasp.)、光滑狭口螺(Stenothyraglabra)、谭氏泥蟹(Ilyrplaxdeschampsi)、无齿相手蟹(Sesarmadenaani)和天津厚蟹(Helicetridenstientsinensis)。讨论了底栖动物资源的主要生态学特征及其环境功能,提出了对底栖动物资源合理利用与保护的建议。     

从植被演替和抗风性研究包兰线沙坡头段人工植被稳定性

运用群落演替与风沙流因子分析相结合的方法论证了群落的稳定性。在沙坡头地区,以油蒿为主的人工群落在长期的自然演替过程中已达到与生境条件相互适应的动态稳定过程。通过沙坡头与周边地区植被演替的比较研究,表明了该地区现有植被正形成(或已形成)偏途顶极序列,该植被在相当长的时间内会稳定存在,这些演替可促使沙坡头地区的人工植被向更为稳定的人工+自然复合生态系统以及自然生态系统方向变化。此外,风洞实验结果显示,沙坡头现有主要植被和地表能够抵抗较大风沙流胁迫,已形成了能够忍耐沙尘暴的生态系统。     

不同植被恢复模式沟谷地植被-土壤系统耦合关系评价

植被和土壤的耦合协调关系是沟谷地植被恢复进入良性演替发展阶段的重要标志。研究通过建立9个植被因子和11个土壤因子的2级层次指标体系,采用层次分析法确定各因子的权重,构建沟谷地植被-土壤系统耦合协调模型。结果表明：沟谷地经过20多年的植被恢复,不同植被恢复模式沟谷地的植被-土壤系统发展趋势均处于中级协调发展水平上;其中,刺槐林沟处于中级发展模式水平植被土壤同步型,柠条灌丛沟和天然草地沟为中级发展模式水平土壤滞后型;逐步回归线性分析表明,不同植被属性或土壤属性对其产生重要影响的环境因子（植被群落或土壤条件）存在差异。黄土丘陵区不同植被恢复模式沟谷地植被-土壤系统耦合协调关系存在一定差异,这可能与植物群落优势种的生物学特性密切相关。